[PDF] Le réfractomètre Le degré brix du miel

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XXX • 1-2008 • n°122 • abeilles & c ie CARI

Un moyen simple de mesurer l'humi

dité du miel est de déterminer l'indice de réfraction de ce dernier à l'aide d'un réfractomètre. C'est un appareil optique de précision. Par conséquent, on devrait retrouver dans son emballage, lors de l'achat : certificat d'étalonnage, manuel d'utilisation et d'entretien, mise en gar de, table de correction de température...

L'objectif de cet article est de vous aider

en apportant des éléments concrets pour choisir un réfractomètre mais également pour vous en servir correctement. Car même les meilleurs appareils au monde ne peuvent compenser une mauvaise utilisation. Ainsi, il est important de vérifier périodiquement l'étalonnage et d'appliquer les consignes simples d'opération.

PRINCIPE

Le miel est composé de plusieurs sub-

stances en solution : des sucres (glucose, fructose, saccharose...), des acides or ganiques, des minéraux et bien d'autres composés. Selon sa concentration, cha cune de ces substances a sa propre in fluence sur le parcours lumineux. L'indice de réfraction du miel est en quelque sorte la résultante de chacun de ses consti tuants. La méthode EHC (European Honey

Commission) pour la détermination de la

teneur en eau du miel établit la corréla tion suivante :% humidité = [-0,2681-log(n D20 -1)]/0,002243 où n D20 : indice de réfraction du miel à

20°C. QUELQUES NOTIONS

Dualité : brix / humidité

Le degré brix du miel indique la quan

tité de sucre (en g) contenue dans de miel refroidi à 20°C. Il existe donc une légère différence entre le degré brix et le pourcentage de matière sèche d'un miel. L'inverse du brix (100-brix) ne nous donne donc pas strictement la te neur en eau. Plus le miel est minéralisé, plus il contient de matières autres que des sucres et plus l'écart entre le vérita ble pourcentage de matière sèche et le pourcentage de sucres (degré brix) risque de devenir appréciable.

Par conséquent, le choix du réfractomè

tre doit se faire en fonction du type de substance que nous voulons mesurer. Il existe des réfractomètres spécifiques pour diverses matrices (vin, jus de fruit, solution saline, miel...).

L'unité dans laquelle s'exprime la mesure

a donc également toute son importance.

Nous avons déjà parlé du brix et de l'in

dice de réfraction, il existe également d'autres unités de mesure telles que le degré Baumé... Pour nous apiculteurs, la mesure en % d'humidité semble la plus intéressante.

Echelle de mesure et précision

Compte tenu de l'utilisation particu

lière à laquelle est destiné le réfracto mètre, la lecture doit être dans la zone de l'échelle correspondant à notre do maine d'application. On considère que les miels peuvent avoir une humidité comprise entre 13 % et 25 %. Il ne sert donc à rien de posséder un réfractomè tre pouvant mesurer des teneurs en eau de 5 % ou encore de 75 %.

Idéalement, l'appareil devrait posséder

un ajustement oculaire pour faciliter la lecture de l'échelle et présenter une graduation minimale suffisante et bien espacée.

Le réfractomètre,un outil essentiel

Hélène DAILLY

Technique(1)

: calculé en g de sucrose / 100 g (2) : calculée sur base de la méthode EHCTabl. 1

TABLE DE CONVERSION

IR-BRIX-HUMIDITE (miel)

n D20

Degré brix

(1)

Teneur en eau

(2) brix (%) 100 - brix (%) (%)

1,48295

77,0 23,0 21,4

1,48552

78,0 220, 20,4

1,48811

79,0 21,0 19,3

1,49071

80,0 20,0 18,3

1,49333

81,0 19,0 17,3

1,49597

82,0 18,0 16,3

1,49862

83,0 17,0 15,2

1,50129

84,0 16,0 14,2En quelques années, cet appareil

est devenu pratiquement indispensable pour les apiculteurs. De nombreux modèles sont disponibles sur le marché.

Comment fonctionnent-ils et

La teneur en eau du miel est un

mettre sur le marché un produit de qualité. Un miel trop sec montre une viscosité élevée et peut poser des problèmes lors de la cristallisation, un miel trop humide risque par la directive européenne CEE

2001/110 est de maximum 20 %.

Toutefois, bien des apiculteurs

dépasser une teneur en eau de 18 %. NOTION DE RÉFRACTION ET PRINCIPE DU RÉFRACTOMÈTRE Vous avez déjà pu observer qu'un bâton plongé partiellement dans l'eau apparaît plié au niveau de la surface. Lorsque la lumière traverse un milieu donné, elle est déviée. Le type de milieu ainsi que la concentration de ce milieu vont influencer l'angle de déviation.

On appelle réfraction le changement de

direction que subit un rayon lumineux en passant d'un milieu optique donné

à un autre. Ce changement est dû à une

modification de la vitesse de propaga tion lorsqu'un rayon lumineux incident frappe une interface. En réalité, la to talité de la lumière ne pénètre pas dans le second milieu, une fraction subit le phénomène de réflexion. Ce phénomène de réfraction / réflexion est à la base du fonctionnement du ré fractomètre. Le réfractomètre mesure l'angle de réfraction d'un rayon lumi neux qui est relié à l'angle d'incidence selon les lois de Snell - Descartes.

NOTION D'INDICE DE RÉFRACTION

Comme nous venons de le voir,

l'indice n d'un milieu caractérise la vitesse de propagation de la lumière dans ce milieu.

Plus précisément, l'indice n d'un milieu est défini par le rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide, notée c, et

celle mesurée dans ce milieu, notée v : n = c / v.

L'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde considérée et de la température. Afin de préciser ces deux paramètres,

on fait suivre l'indice de réfractio • d'un exposant représentant la température • d'un indice indiquant la nature du rayon lumineux.

Dans la littérature, l'indice de réfraction est souvent donné à 20°C, à la longueur d'onde de référence de la raie D du

sodium (589 nm), il s'écrit donc n 20 D

Réfractomètre : données théoriques

Technique

Lois de Snell - Descartes :

Le rayon incident, le rayon réfléchi et le

rayon réfracté sont situés dans un même plan.

Le rayon réfléchi est symétrique au

rayon incident (

L'angle d'incidence et l'angle

de réfraction vérifient la relation sui vante : n1 * sin ( ) = n2 * sin (

Le rayon de réfraction éclaire une partie

du prisme. Au-delà de l'angle limite lim , le prisme reste dans l'obscurité (réflexion).

Pour déterminer l'indice de réfraction

d'une substance S, on place cette sub- stance sur un prisme P possédant un indice de réfraction connu et élevé (nP > nS). D'après les lois de Snell - Descartes, l'indice de réfraction de la substance est défini ainsi : nS = nP x sin( ) / sin(

Cependant, le problème d'obtenir exac

tement s'avère considérablement sim- plifié en prenant un angle d'incidence

égal à 90° (sin(

) = 1). Sous une in cidence rasante, il y a donc un rayon réfracté lim qui s'avère particulièrement facile à observer, car plus aucun rayon n'est réfracté dans le prisme P pour des angles plus grands que lim .INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE

La plupart des réfractomètres sont éta

lonnés à 20°C. En pratique, nous tra vaillons avec la température extérieure et celle-ci peut varier fortement. Il va falloir en tenir compte lors de notre mesure. Certains appareils possèdent une fonction permettant une correction automatique de la température ; pour d'autres, il faudra effectuer la correction manuellement.

Afin de ramener la valeur de l'indice de

réfraction mesuré pour un fluide à une température T en degrés Celsius à la va leur référencée à 20°C, on peut utiliser une formule mathématique (fonction affine) valable pour de faibles écarts de température (relation donnée par EHC, valable uniquement pour le miel) : nT = n20 - 0,00023 x (T-20) où n = indice de réfraction et

T = température exprimée en

degrés Celsius.

Ainsi, on constate qu'une augmentation

de 1°C de la température fait décroître l'indice de réfraction de -2,3 x 10 -4 . Il faut donc enlever 0,091 % d'humidité par degré au-dessus de 20°C et ajouter cette valeur par degré en-dessous de 20°C.

CARI -

abeilles & c ie • n°122 • 1-2008 •

Gamme de mesure : 10-23 %

Graduation : 1%

Unité : % d'humidité

Humidité du miel

20°C

Gamme de mesure : 14-21 %

Graduation : 0,1%

Unité : % d'humidité

Lumière incidente

Lumière réfléchie

Lumière réfractée

Milieu 1

n1

Milieu 2

n2

Milieu S

nS

Lumière incidente

Milieu P

nP • 1-2008 • n°122 • abeilles & c ie CARI

Technique

VÉRIFICATION

DE L'ÉTALONNAGE

Une vérification périodique (annuelle)

du réfractomètre doit être réalisée. Pour ce faire, certains appareils sont vendus avec une trousse d'étalonnage consti tuée de solutions de référence ou enco re de prismes de verre. Il arrive souvent que des réfractomètres soient vendus sans fiche individuelle d'étalonnage et sans trousse d'étalonnage complète (solutions de référence et procédure de vérification). Il vous faudra alors vous en procurer une.

Dans le cas d'un réfractomètre dont

l'échelle débute au-dessus de zéro, ce qui est souvent le cas des réfractomètres spécifiques au miel (gamme de mesure allant de 10 à 20 % d'humidité), le plus simple est de recourir à une solution de référence vendue par le fournisseur de l'équipement ou un autre distributeur.

Cette solution de référence est à base

d'huile et possède un indice de réfrac

EN PRATIQUE ...

Nous avons testé trois réfractomètres de poche et nous avons comparé leurs résultats avec un réfractomètre digital de laboratoire

(ATAGO RX 5000). Pour ce faire, nous avons mesuré quatre échantillons couvrant une large gamme d'humidité (14 à 21 %).

TEMPÉRATURE (°C)

17 18 19 20 21 22 23 24

HUMIDITÉ (%)

+0,273 +0,182 +0,091 0 -0,091 -0,182 -0,273 -0,364

Réfractomètre ATAGO

Modèle RX 5000

Données constructeur :

Unité : % humidité

Graduation : 0,002 %

Précision constructeur : 0,01 %

Données mesurées :

Précision mesurée : référence

Justesse mesurée : référence

Prix :

> 1.000

Commentaire :

Appareil de mesure de haute

précision, utilisé dans les labo ratoires. Facile à manipuler, offre de très nombreuses options (choix de l'unité, enregistrement de facteur correcteur...).

Très coûteux.

Réfractomètre portable

Modèle RHB-90

(provenance : Internet)

Données constructeur :

Unité : % humidité

Graduation : 1 %

Précision constructeur : 1 %

Données mesurées :

Précision mesurée : 0,26 %

Justesse mesurée : 0,3 %

Prix :

50 - 150

Commentaire :

Fiabilité correspondant à

l'annonce du constructeur.

L'échelle de mesure est

un peu large mais suffisante.

Lecture optique.

Possibilité de calibrer l'appareil.

Correction automatique

de la température.

Très bon rapport qualité/prix.

Rem. : il existe toujours

un risque en cas de problème lorsqu'on se procure un tel instrument sur Internet.

Réfractomètre

portable digital

Modèle DRH-300

Données constructeur :

Unité : % humidité

Graduation : 0,1 %

Précision constructeur : 0,2 %

Données mesurées :

Précision mesurée : 0,16%

Justesse mesurée : 0,3 %

Prix :

399

Commentaire :

Fiabilité correspondant à

l'annonce du constructeur.

Possibilité de calibrer

l'appareil.

Correction automatique

de la température.

Lecture digitale.

Réfractomètre portable ATAGO

Modèle PAL2

Données constructeur :

Unité : % brix

Graduation : 0,2 %

Précision constructeur : 0,2 %

Données mesurées :

Précision mesurée : 0,05 %

Justesse mesurée : 0,2 %

Prix :

339

Commentaire :

Fiabilité correspondant à l'annonce

du constructeur.

Possibilité de calibrer l'appareil.

Pas de correction automatique

de température. Lecture digitale.

La mesure en brix n'est pas idéale

(introduit des risques d'erreurs lors de la transformation des résultats).

Il existe cependant un modèle spéci

fique au miel (Réf. PAL 22S). Un coup de coeur pour la facilité de manipu lation (facile à nettoyer sous un jet d'eau) et robuste (pas de pièce en verre risquant de casser). tion idéalement proche de 18 % d'humi dité (seuil limite).

Attention à la correction de température

sur les solutions de référence : si votre appareil possède une correction automa tique de la température, celle-ci ne pourra pas être utilisée car l'indice de réfraction de ce liquide évolue différemment du miel en fonction de la température (le coeffi cient de correction de température vous est donné par le fabricant).

Qualité/prix

Coup de coeur

Tabl. 2 Correction à apporter à l'humidité de son miel en fonction de la température.quotesdbs_dbs16.pdfusesText_22

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